Estatorreactor contra Scramjet
Los vuelos supersónicos e hipersónicos son sueños de los ingenieros aeronáuticos, donde volar tantas veces la velocidad del sonido es una tarea técnicamente difícil. Aunque supersónico es un sueño realizado, el costo dificulta su uso financiero.
Ramjet y Scramjets son motores que usan su propia velocidad para comprimir aire y propulsar el motor. La tecnología de motores estatorreactores se aplica prácticamente en muchos casos, desde misiles, aviones supersónicos hasta proyectiles de artillería, mientras que los motores scramjet aún son altamente experimentales.
Más sobre estatorreactor
El ramjet, a veces llamado chorro de tubo de estufa o athodyd, es un motor a reacción que respira aire, que utiliza el movimiento hacia adelante del motor para comprimir el aire entrante, sin un compresor rotatorio presente en los motores a reacción.
Por diseño, los estatorreactores no pueden producir empuje a velocidad cero, inicialmente cuando están quietos. Por lo tanto, las aeronaves requieren un sistema de propulsión para iniciar el movimiento de compresión en el estatorreactor para emprender. Para un funcionamiento óptimo, los estatorreactores necesitan velocidades de alrededor de Mach 3 y pueden funcionar hasta velocidades de Mach 6. El funcionamiento del estatorreactor se basa en el ciclo Brayton.
El aire aspirado se comprime mediante toberas creadas en las zonas de compresión, y la velocidad del flujo se reduce a velocidades subsónicas para permitir una mejor combustión. Un soporte de llama enciende la mezcla para producir una corriente de gas de alta presión y alta velocidad que sale del motor a velocidades supersónicas.
Los estatorreactores se pueden usar para aplicaciones que requieren un motor pequeño y simple para uso de alta velocidad, como los misiles Ste alth BrahMos de la India rusa, y los misiles indios Akash que usan tecnología estatorreactor. También se han utilizado con éxito, aunque no de manera eficiente, como chorros de punta en rotores de helicópteros. Los motores a reacción del legendario Lockheed SR 71 actúan como estatorreactores cuando la velocidad del avión supera la velocidad del sonido.
Las ventajas de los estatorreactores son independientes del suministro de oxígeno y no incluyen piezas giratorias, lo que facilita su fabricación y mantenimiento.
Más sobre Scramjet
Un scramjet (RAMjet de combustión supersónica) es una variante de un estatorreactor en el que la combustión tiene lugar cuando el flujo de aire es supersónico. Al igual que en los ramjets, los scramjets también comprimen el aire entrante antes de la combustión utilizando la velocidad del vehículo. Sin embargo, los estatorreactores desaceleran el flujo de aire a velocidades subsónicas dentro del motor antes de la combustión, aunque el flujo de aire en un scramjet es supersónico en todo el motor. El flujo supersónico crea más reacción, lo que permite que los scramjets operen de manera eficiente a velocidades hipersónicas; la velocidad máxima teórica de un scramjet se encuentra entre Mach 12 (15 000 km/h) y Mach 24 (29 000 km/h), y el avión que respira aire más rápido tiene motores Scramjet; el NASA X-43A alcanzó Mach 9.6.
Al igual que estatorreactores, los scramjets no tienen partes móviles dentro de los motores y heredan todos los requisitos fundamentales como el sistema de propulsión principal para acelerarlos a velocidades supersónicas. Si bien los scramjets son conceptualmente simples en diseño y construcción, la implementación real está limitada por desafíos de ingeniería extremos. La resistencia aerodinámica en el vuelo hipersónico dentro de la atmósfera es inmensa, y las temperaturas que se encuentran en el avión y el motor son mucho mayores que la temperatura que rodea el aire; por lo tanto, se requieren nuevos materiales para soportar las temperaturas. Mantener la combustión en el flujo supersónico plantea desafíos adicionales porque, en milisegundos, el combustible debe inyectarse, mezclarse, encenderse y quemarse.
Además de las ventajas de los estatorreactores comunes, los scramjet tienen un mayor impulso específico (cambio en el impulso por unidad de propulsor) que los motores a reacción convencionales. Los estatorreactores producen impulsos específicos entre 1000 y 4000 segundos, mientras que un cohete solo proporciona 600 segundos o menos.
Debido a que los scramjets tienen un alto rendimiento teórico, se han sugerido como la planta de energía para los vehículos orbitales de próxima generación y la NASA lleva a cabo una extensa investigación en el campo de la tecnología scramjet.
¿Cuál es la diferencia entre estatorreactor y Scramjet?
• El flujo dentro del estatorreactor es subsónico mientras que, en el Scramjet, es supersónico.
• Los Scramjets producen un mayor impulso específico.
• Teóricamente, los estatorreactores tienen un rango de velocidad de 1 a 6 Mach mientras que, en Scramjets, el rango es de 12 a 24 Mach. Sin embargo, la velocidad más rápida obtenida en la práctica es 9.6 mach obtenida por el X-43A.
Fuentes del diagrama:
en.wikipedia.org/wiki/File:Estatorreactor_operación.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
